پودرهای نانو کریستالی اکسید منیزیم با روش های مختلفی از قبیل روش رسوب گیری همراه با افزودن مواد فعال سطحی و روش احتراقی با استفاده از ساکاروز به عنوان عامل اتصال دهنده تهیه گردیدند. نتایج بدست آمده نشان داد که روش تهیه اکسید منیزیم تأثیر زیادی بر روی خصوصیات ساختاری اکسید منیزیم دارا است. روش رسوب گیری همراه با افزودن ماده فعال سطحی پلی وینیل الکل (pva) منجر به تهیه اکسید منیزیم نانو کریستالی با ساختار مزو حفره،صفحه ای شکل و مساحت سطحی ویژه بالاتر در مقایسه با سایر روش های تهیه اکسید منیزیم گردید. پودرهای تهیه شده توسط روش های مختلف به عنوان پایه کاتالیست در فرآیند ریفرمینگ خشک متان برای تولید گاز سنتز به کار برده شدند. نتایج نشان دادند که اکسید منیزیم تهیه شده توسط روش رسوب گیری همراه با افزودن ماده فعال سطحی از پتانسیل خوبی به عنوان پایه کاتالیست برخوردار است. بررسی های کاتالیستی نشان داد که افزایش در میزان بارگذاری نیکل تا 10 درصد وزنی سبب افزایش در میزان تبدیل متان گردید. نتایج پایداری بالایی را برای کاتالیستهای نیکل بدلیل تشکیل محلول جامد nio-mgo نشان دادند.علاوه بر این افزودن پلاتین به میزان 0.1% وزنی به کاتالیست حاوی 5% وزنی نیکل سبب افزایش پراکندگی نیکل و در نهایت افزایش فعالیت و کاهش میزان تشکیل کربن بر روی سطح کاتالیست شد. نتایج نشان داد که کاتالیست های دو فلزی ساخته شده در مدت زمان 50 ساعت از زمان واکنش کاملاً پایدار بوده و فعالیت بالاتری را نسبت به کاتالیستهای نیکل از خود نشان می دهند.

در این پژوهش از فلزات قلیایی پتاسیم و قلیایی خاکی منیزیم، کلسیم و باریم به منظور افزایش فعالیت و کاهش تشکیل کربن در فرآیند ریفرمینگ خشک متان استفاده شده است. در قسمت اول این پژوهش ارتقادهنده‏های منیزیم، کلسیم و باریم در کنار کاتالیست نشانده شده است. نتایج نشان دادند که تنها افزودن اکسید منیزیم به کاتالیست فعالیت را بهبود و تشکیل کک را نسبت به کاتالیست بدون ارتقادهنده کاهش می‏دهد. ولی افزودن ارتقادهنده‏های اکسید کلسیم و اکسید باریم به کاتالیست ni/al2o3 باعث کاهش در فعالیت کاتالیست می‏شوند. در قسمت بعدی این پژوهش ارتقادهنده‏های ذکر شده در بالا به پایه کاتالیست اضافه شدند. نتایج آزمون فعالیت نشان داد که هر سه ارتقادهنده باعث افزایش فعالیت و کاهش تشکیل کربن در مقایسه با کاتالیست بدون ارتقادهنده شده‎اند و در بین این سه ارتقادهنده فلز اکسید منیزیم، بهترین عملکرد را هم از نظر فعالیت و هم از نظر تشکیل کک از خود نشان داد و به عنوان ارتقادهنده بهتر انتخاب شد. سپس میزان بارگذاری نیکل در کاتالیست ni/mg-al2o3 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که کاتالیست با %20 نیکل بالاترین فعالیت را دارد. در ادامه تاثیر میزان بارگذاری اکسید منیزیم مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان داد که تنها مقدار متوسط بارگذاری (%3) منیزیم باعث ارتقا کاتالیست ni/al2o3 در فرآیند ریفرمینگ خشک متان می‏شود. در قسمت سوم فاز آزمایشگاهی از اکسید پتاسیم جهت ارتقا دادن کاتالیست ni/al2o3 در فرآیند ریفرمینگ خشک متان استفاده شد. نتایج نشان دادند که این فلز، فعالیت کاتالیستی را بهبود و تشکیل کک را کاهش می‏دهد. سپس میزان بارگذاری فلز نیکل در کاتالیست ni/k-al2o3 با مقادیر ثابت بارگذاری اکسید پتاسیم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که کاتالیست‏های حاوی %20 و %15 نیکل بالاترین میزان تبدیل متان و دی‏اکسیدکربن را نشان دادند. نتایج tpo نشان دادند که با افزایش میزان بارگذاری نیکل، میزان تشکیل کک در هر دو کاتالیست افزایش می‏یابد. بعد از آن میزان بارگذاری اکسیدپتاسیم مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان دادند که با افزایش میزان بارگذاری پتاسیم از%5/1 تا %3 میزان تبدیل افزایش، و با افزایش از %3 تا %6 میزان تبدیل کاهش می‏یابد. در قسمت آخر این پژوهش، پارامترهای سینتیکی سرعت واکنش برای دو کاتالیست ni/al2o3 و ni/mg-al2o3 با استفاده از نرم افزار مورد بررسی قرار گرفت و تأثیر اکسید منیزیم به عنوان ارتقادهنده روی پارامترهای سرعت مطالعه شد.

در این پژوهش، کاتالیست های نیکل بر روی پایه ی اکسید آلومینیم نانومتری توسط روش تلقیح تهیه و برای استفاده در فرآیند متان سازی دی اکسیدکربن به کار گرفته شدند. بررسی های کاتالیستی نشان داد که افزایش در میزان بارگذاری نیکل تا 20% وزنی سبب افزایش در میزان تبدیل دی اکسیدکربن می گردد. علاوه بر این، افزودن سریم به عنوان ارتقادهنده به میزان 2% وزنی به کاتالیست حاوی 20% وزنی نیکل سبب افزایش میزان فعالیت و گزینش پذیری کاتالیست می شود. همچنین نتایج نشان دادند که کاتالیست های دو فلزی ساخته شده با افزودن فلز لانتانیم به میزان 10% وزنی به کاتالیست حاوی 20% وزنی نیکل سبب افزایش میزان تبدیل دی اکسیدکربن می گردد. بررسی رفتار سینتیکی کاتالیست های تک فلزی و دو فلزی نشان داد که استفاده از فلز دوم منجر به افزایش سرعت واکنش می شود و همچنین با استفاده از فشارهای جزیی واکنش دهنده ها مدلی مناسب برای بیان نرخ واکنش ارایه گردید.

ارتقا دهنده سریا برای کاتالیست های نیکل روی پایه نانو کریستالی اکسید منیزیم در فرایند ریفرمینگ متان با دی اکسید کربن تهیه و استفاده گردیدند. روش رسوب گیری همراه با افزودن ماده فعال سطحی پلی اتیلن گلایکول (peg) منجر به تهیه اکسید منیزیم نانو کریستالی با ساختار مزو حفره،صفحه ای شکل و مساحت سطحی ویژه بالاتر گردید. بررسی های کاتالیستی نشان داد که افزایش در میزان بارگذاری اکسید سریم تا 10 درصد وزنی سبب افزایش در میزان تبدیل متان گردید. نتایج پایداری بالایی را برای کاتالیستهای نیکل بدلیل تشکیل محلول جامد nio-mgo نشان دادند. نتایج نشان داد که اکسید سریم تاثیر مثبتی روی فعالیت، پایداری و توقف کربن کاتالیست ها در فرایند ریفرمینگ متان با دی اکسید کربن دارد. توقف تشکیل کربن بعلت ظرفیت بالای ذخیره اکسیژن در اکسید سریم می باشد. تاثیر بار گذاری مختلف نیکل روی فعالیت کاتالیست ها مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که کاتالیست 10%ni-7%ceo2/mgoبیشترین فعالیت کاتالیستی و بیشترین مقاومت در برابر تشکیل کک را دارا می باشد. علاوه بر این نتایج نشان داد که افزایش نسبت مولی co2/ch4مقدار تشکیل کربن کاهش و تبدیل متان افزایش یافت. آنالیز ترمودینامیکی جهت بررسی ریفرمینگ متان با دی اکسید کربن بکار گرفته شد. نتایج ترمودینامیکی با نتایج بدست آمده از کاتالیست 10%ni-7%ceo2/mgo مقایسه شدند.

کاتالیست های نانو ساختار کبالت-اکسید منیزیم و نیکل-کبالت-اکسید منیزیم به روش همرسوبی و با درصدهای مختلف وزنی کبالت و نیکل-کبالت ساخته شدند و پس از تعیین مشخصات فیزیکی و شیمیایی عملکرد آن ها در فرآیند ریفرمینگ خشک متان بررسی شد. نمونه های تهیه شده بوسیله آنالیزهای پرتوی اشعه ایکس (xrd)، جذب سطحی نیتروژن (bet)، میکروسکوپ الکترونی عبوری و روبشی (tem-sem)، آنالیزهای احیا و اکسیداسیون برنامه ریزی شده دمایی (tpr-tpo) تعیین مشخصات گردیدند. افزایش در میزان کبالت در نمونه های کبالت-اکسید منیزیم، سبب افزایش شدت پیک های xrd مربوط به فاز اکسیدهای کبالت شد. افزایش شدت پیک حاکی از افزایش در اندازه کریستالی می-باشد. همچنین آنالیز xrd نمونه ها مشخص کرد که افزودن نیکل به نمونه های کبالت-اکسید منیزیم شدت پیک ها را افزایش می دهد. آنالیز bet نشان داد نمونه های کبالت-اکسید منیزیم مساحت سطح ویژه بالایی دارند و با افزودن نیکل به کاتالیست حاوی کبالت مساحت سطحی کاهش یافت. نتایج نشان داد میزان کبالت و نیکل در عملکرد این کاتالیست ها نقش مهمی دارد و کاتالیست های 10comgo و 5ni/10comgo بالاترین فعالیت و پایداری را داشت. با افزودن نیکل به کبالت-اکسید منیزیم فعالیت بصورت قابل توجهی افزایش یافت. علاوه بر این آنالیزهای sem و tpo تشکیل کربن رشته ای را بر روی کاتالیست های 10comgo و 5ni/10comgo نشان دادند که موید 15 ساعت پایداری این کاتالیست ها بود.

تولید گاز سنتز (هیدروژن و مونوکسید کربن) با استفاده از واکنش کاتالیستی ریفرمینگ دی اکسید کربن یا ریفرمینگ خشک متان ازنظر صنعتی و زیست محیطی از اهمیت ویژه‏ای برخوردار است. در این فرآیند دو گاز گل خانه‏ای متان و دی اکسید کربن به گاز مفید سنتز تبدیل می‏شوند. در این فرآیند نسبت گاز سنتز تولیدشده (h2/co) واحد می‏باشد که برای واکنش‏های فیشر تروپش مناسب می‏باشد. در این پژوهش، کاتالیست¬های نیکل بر روی پایه¬ی آلومینا به روش میکروامولسیون تهیه و برای استفاده در فرآیند ریفرمینگ خشک متان به کار گرفته شدند. در قسمت اول این پژوهش نانوپودرهای آلومینا به روش میکروامولسیون و با روش های مختلف ساخت تهیه شدند. نتایج نشان دادند که آلومینای تهیه شده با استفاده از ctab و اتانول که به عنوان ماده فعال سطحی و کمک فعال سطحی بوده و سیکلوهگزان به عنوان فاز آلی، بیشترین مساحت سطحی را دارد. آلومینای با بیشترین مساحت سطحی به عنوان پایه کاتالیست انتخاب شده و کاتالیست های نیکل با مقادیر متفاوت نیکل به روش تلقیح ساخته شدند. نتایج نشان دادند که کاتالیست 5 درصد وزنی نیکل آلومینا بیشترین فعالیت را دارد. در قسمت دوم این پژوهش کاتالیست های نیکل آلومینا به صورت همزمان به روش میکروامولسیون ساخته شدند. نتایج نشان دادند که کاتالیست 5/7 درصد وزنی نیکل آلومینا بیشترین فعالیت را دارد. نتایج به دست آمده بیانگر آن بود که افزودن کلسیم اکسید و باریم اکسید فعالیت کاتالیستی را افزایش می دهد. همچنین نتایج اکسیداسیون برنامه ریزی شده دمایی نشان دادند که پتاسیم اکسید موجب افزایش کک و ارتقادهنده های منیزیم اکسید، کلسیم اکسید و باریم اکسید موجب کاهش مقدار کربن تشکیل شده می شوند. به علاوه تاثیر بارگذاری منیزیم اکسید بر فعالیت کاتالیستی کاتالیست 7.5ni/al2o3 بررسی شد. نتایج نشان دادند که کاتالیست ارتقا یافته با 6 درصد وزنی منیزیم اکسید بیشترین فعالیت را دارد.

هیدروژن یک سوخت پاک و ماده اولیه برای فرآیندهای مختلف می¬باشد که در حال حاظر عمدتا از تجزیه متان و گاز طبیعی تولید می¬شود. متداول ترین راه¬هایی که امروزه برای تولید هیدروژن به¬کار می¬روند بر¬مبنای ریفرمینگ و اکسیداسیون جزیی متان می¬باشند که مقادیر زیادی اکسید¬های کربن تولید می¬کنند. اخیرا تجزیه کاتالیستی متان به¬علت مصرف انرژی کمتر، مزایای زیست¬محیطی، عدم تولید اکسیدهای کربن و در¬نتیجه بی¬نیاز بودن از فرآیند¬های جانبی جذب و جداسازی اکسیدهای کربن مورد توجه قرار گرفته است. فلزات نیکل، آهن و کبالت و همچنین کربن فعال به¬عنوان کاتالیست برای تجریه ترموکاتالیستی متان به کار می¬روند که نیکل به¬عنوان فعال¬ترین فلز برای تجزیه متان معرفی گردیده است. در این پژوهش، کاتالیست¬های نیکل بر پایه¬ی آلومینای نانوکریستالی با روش تلقیح تهیه و در فرآیند تجزیه ترموکاتالیستی متان به¬کار گرفته شدند. در گام نخست فعالیت و پایداری کاتالیست با مقادیر مختلف بارگذاری نیکل در دماهای متفاوت مطالعه شد و کاتالیست 50%ni-al2o3 به عنوان مبنای بررسی¬های بعدی انتخاب گردید. در گام بعدی اثر افزودن ارتقا¬دهنده¬های آهن، مس و پالادیوم مورد بررسی قرار گرفت و کاتالیست¬های 50%ni-10%fe-al2o3، 50%ni-10%cu-al2o3، 50%ni-10%fe-10%cu-al2o3 و 50%ni-15%pd-al2o3 در میان نمونه¬های مورد بررسی بهترین عملکرد را نشان دادند. افزودن سریم، منگنز و مولیبیدن تاثیر مهمی در بهبود عملکرد کاتالیست نداشت. در انتها کاتالست¬های بهینه در گام پیشین با پایه آلومینای تهیه شده به روش¬های مختلف، ساخته شدند و عملکرد آنها در تجزیه متان مقایسه گردید.

در سال های اخیر فرایند ریفرمینگ خشک متان مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. این فرایند از نظر زیست محیطی و تولید گاز سنتز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اما مهم ترین مشکل این فرایند تشکیل نسبتاً بالای کک بسته به نوع کاتالیست است که با پوشاندن سایت های فعال باعث غیر فعال شدن کاتالیست می شود. همچنین فلز نیکل به دلیل در دسترس بودن و قیمت پایین آن در این فرایند به صورت متداولی استفاده شده است. در این پژوهش، اثر اکسید استرانسیم به عنوان ارتقادهنده کاتالیست ni/al2o3 در فرایند ریفرمینگ خشک مورد مطالعه قرار گرفته است. نمونه های تهیه شده ابتدا تحت آنالیزهای xrd، bet و tpr قرار گرفته و بعد از انجام عملیات راکتوری فرایند ریفرمینگ خشک و تعیین فعالیت و پایداری کاتالیست ها آنالیز tpo و sem بر روی کاتالیست مستعمل انجام گرفت. علاوه بر این تاثیر پارامترهای فرایندی از جمله ghsv و نسبت خوراک بر روی فعالیت کاتالیستی برخی از کاتالیست ها برحسب نیاز انجام شد. در بخش اول این پژوهش کاتالیست 5%ni/al2o3 بدون ارتقادهنده و دو کاتالیست ni/al2o3 با 5% از ارتقادهنده استرانسیم روی پایه و فلز با هم مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که افزودن ارتقادهنده استرانسیم به پایه این کاتالیست منجر به افزایش بیشتر فعالیت کاتالیست شده و همچنین میزان کک تشکیل شده روی این کاتالیست نیز کاهش بیشتری داشته است. درحالیکه با افزودن 5% استرانسیم به فلز نیکل تفاوت زیادی مشاهده نشد. در بخش دوم این پژوهش به بررسی درصدهای مختلف ارتقادهنده استرانسیم (3%، 5%، 7% و 10%) روی پایه آلومینا و مقایسه عملکرد و تشکیل کک آنها پرداخته شد. نتایج نشان دادند که در بین این کاتالیست ها از نظر عملکرد و تشکیل کک، کاتالیست با 10 درصد ارتقادهنده روی آلومینا مناسب ترین بوده است. در بخش سوم بررسی و مقایسه درصدهای مختلف نیکل (5%، 10% و 15%) روی پایه آلومینا به همراه 10 درصد استرانسیم انجام گرفت. نتایج نشان دادند که بهترین عملکرد و کمترین میزان کک گرفتگی را کاتالیست با میزان بارگذاری 5% نیکل دارد. علاوه بر این، تاثیر پارامترهای فرایندی از جمله ghsv و نسبت خوراک بر روی فعالیت کاتالیستی کاتالیست با فعالیت بیشتر و میزان کک تشکیل شده ی کمتر انجام گرفت. در نهایت کاتالیست 5%ni/10%sr-al2o3 علاوه بر بهترین عملکرد با وجود کربن رشته ای با پایداری بلند مدت 15 ساعت تحت فرایند ریفرمینگ خشک متان نشان داد.

سیلیکات منیزیم کاربردهای زیادی در صنایع مختلف از جمله جذب و کاتالیست دارد. از آن¬جا که سیلیس و اکسید منیزیم به طور عمده در فرآیندهای کاتالیستی به عنوان پایه استفاده می¬شوند، در این پژوهش نانو پودر سیلیکات منیزیم با استفاده از روش هیدروترمال ساخته شده و ضمن بررسی تاثیر شرایط واکنش بر خصوصیات ساختاری، فعالیت کاتالیستی آن نیز در فرآیندهای ریفرمینگ خشک و ریفرمینگ بخار متان و متان¬سازی مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی تاثیر پارامترهای ساخت حاکی از آن است که اصلاح هیدروترمالی مساحت سطح ویژه را افزایش می¬دهد. افزایش دما و زمان واکنش، ph و نسبت اتانول/پلی اتیلن گلایکول روند مشخصی را در تغییر مساحت سطح ویژه ایجاد نکرده، اما افزایش دمای کلسیناسیون این مقدار را کاهش داده است. بیشترین مساحت سطح به دست آمده در این پژوهش m2/g 8/619 می¬باشد. کاتالیست نیکل/سیلیکات منیزیم نیز با استفاده از روش تلقیح تهیه شده و میزان فعالیت آن در فرآیندهای ذکر شده بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش میزان بارگذاری تا 10% درصد وزنی نیکل سبب افزایش میزان تبدیل متان و دی¬اکسید کربن در فرآیند ریفرمینگ خشک و میزان تبدیل متان در فرآیند ریفرمینگ بخار می¬شود. علاوه¬ براین افزودن 6% وزنی اکسید منیزیم به عنوان ارتقادهنده به کاتالیست حاوی 10% نیکل، فعالیت کاتالیست را در فرآیند ریفرمینگ خشک متان افزایش داد. بررسی فعالیت این کاتالیست در فرآیند متان¬سازی نشان داد که با افزایش میزان بارگذاری نیکل تا 15% میزان تبدیل دی¬اکسیدکربن و گزینش پذیری متان افزایش می¬یابد.

فرایند انتقال آب – گاز یکی از قدیمی ترین واکنش های کاتالیستی ناهمگن می باشد که در صنعت برای تولید هیدروژن با خلوص بالا و کاهش مونوکسید کربن از گاز سنتز خصوصا در واحد تولید آمونیاک بکار می رود. از آنجا که این واکنش از جمله واکنشهای حساس به ساختار می باشد روش ساخت کاتالیست و خصوصیات ساختاری تاثیر بسزایی بر عملکرد کاتالیستی دارد. بنابراین در این پژوهش سعی شده است که روش¬های مختلف تولید کاتالیست های مرسوم fe-cr-cu (با ترکیب درصدی مشابه با کاتالیست های صنعتی و حاوی 80/88% وزنی fe2o3، 88/8% وزنی cr2o3 و 32/2% وزنی cuo) از جمله همرسوبی، همرسوبی نسبتی، همرسوبی اکسیداسیونی، همرسوبی همگن، همرسوبی میکروامولسیونی و پیرولیز مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر پارامترهای مختلف بر خصوصیات ساختاری و عملکردی این کاتالیست ها بررسی شود. آنالیز xrd نمونه های تهیه شده تائید کننده آن بود که از میان روش های بررسی شده روش های پیرولیز و همرسوبی اکسیداسیونی منجر به تشکیل کاتالیست ها مستقیما در فاز فعال (مگنتیت) می شوند. برمبنای روش ساخت مساحت سطحی و ویژگی های ساختاری کاتالیست ها متفاوت بوده و از14 تا m2/g 128 متغیر بودند. نتایج بیانگر آن بودند که کاتالیست fe-cr-cu تهیه شده به روش همرسوبی ساده دارای فعالیت بالاتری نسبت به کاتالیست های تهیه شده با روش های دیگر بوده و در مدت زمان بررسی 100 ساعت نیز به خوبی پایدار بوده است. آنالیز tem نیز تائید کننده ساختار نانوکریستالی با اندازه کریستال های زیر 20 نانومتر برای این کاتالیست بود. اگرچه کاتالیست های صنعتی این فرایند، کاتالیست های fe-cr-cu است اما از مهمترین چالش های پیش رو در فرایند دما بالای انتقال آب-گاز، بنا بر نگرانی های زیست محیطی و بهداشتی موجود، جایگزینی کروم با سایر عناصر به نحوی که فعالیت و پایداری بالای کاتالیست نیز حفظ شود، می باشد. بدین منظور در ادامه کار سعی بر آن شد که مجموعه ای از فلزات که بتوانند از طرفی موجب بهبود خصوصیات ساختاری کاتالیست بر مبنای آهن شود و از طرف دیگر به عنوان ارتقادهنده عملکردی موجب افزایش فعالیت کاتالیستی آن شوند بکارگرفته شود. بنابراین امکان جایگزینی کروم با برخی ارتقادهنده ها از جمله al ، mn، ce، ni، co و cu بررسی شد. کاتالیست های آهن ارتقا یافته با این ارتقادهنده ها به روش های همرسوبی ساده و پیرولیز تهیه و تاثیر افزودن این ارتقادهنده ها بر خصوصیات ساختاری و عملکردی کاتالیست های بر مبنای آهن بررسی گردید. از نتایج بدست آمده چنین دریافت شد که در روش پیرولیز، تاثیر متقابل منگنز و نیکل امکان دستیابی کاتالیستی با فعالیت و پایداری بالا را فراهم می آورد و بدین ترتیب کاتالیست fe-mn-ni با نسبت های وزنی10fe/mn= و 5fe/ni= دارای بیشترین فعالیت در میان کاتالیست های تهیه شده بودند. این کاتالیست در طی مدت زمان بررسی شده 10 ساعت فعالیت پایداری را نشان داد. در مورد کاتالیست های تهیه شده به روش همرسوبی ساده نتایج بدست آمده حاکی از آن بود که کاتالیست fe-al-cu با نسبت وزنی 10fe/al= و 10fe/cu= ، بیشترین تبدیل مونوکسید کربن را در میان کاتالیست های آهن ارتقا یافته نشان داد. علاوه بر این، چنین مشاهده شد که افزودن 12% وزنی اکسید منگنز، 9% وزنی اکسید باریم و 3% وزنی اکسید سزیم موجب بهبود فعالیت کاتالیست fe-al-cu می شود اما تاثیر چندانی بر پایداری بلند مدت آن نداشته و کاتالیست های fe-al-cu با و بدون ارتقا دهنده در طی زمان کاهش اندکی در فعالیت کاتالیستی نشان می دهند. برای رفع این مشکل از نیکل به جای مس استفاده شد و بررسی میزان استفاده از آلومینیوم و نیکل منتهی به ساخت کاتالیست fe-al-ni با نسبت وزنی 10fe/al= و 5fe/ni= با بیشترین تبدیل مونوکسید کربن از میان نسبت های مختلف نیکل و آلومینیوم گردید. این کاتالیست که دارای مساحت سطحی m2 g-1 4/177 و متوسط اندازه حفره nm4/4 بود، در طی مدت زمان بررسی 20 ساعت فعالیت پایداری را نمایش داد. اما مهمترین مشکل استفاده از ارتقادهنده نیکل، نقش مثبت آن در تولید محصول جانبی متان از طریق واکنش متاناسیون بود. بنابراین در ادامه از دو دسته فلزات قلیایی (na, li, k و cs) و نیز فلزات قلیایی خاکی (ba, ca, sr و mg) استفاده شد. از نتایج بدست آمده چنین دریافت شدکه افزودن تنها 3% وزنی اکسید باریم و 3% وزنی اکسید سدیم به کاتالیست fe-al-ni تاثیر بسیار مثبتی بر کاهش فرایند متاناسیون و در نتیجه تشکیل متان و نیز بهبود فعالیت انتقال آب- گاز از طریق افزودن بر خاصیت بازی کاتالیست دارد. همچنین بررسی پایداری بلند مدت این کاتالیست ها نشان دهنده پایدار بودن فعالیت این کاتالیست ها در طی مدت زمان بررسی 50 ساعت بود.